高处作业悬吊平台的智能调平系统
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ｓ ｓ ｅｄ． ｅｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓｄ ｖ ｃ ；ｉ ｔｌ ｇ ｎ ｅ ｅｉｇ；ｕ ｉｅ ｓ ｌ ｔａ ｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓ ｓ ｅ ｄ ｄ ａ ｃ ｓ ｅ ｉｅ ｎ ｅｌ ｅ ｔｌｖ ｌ ｉ ｎ ｎｖ ｒａ ｒ ｔｇ ｓ
高处 作业 悬 吊平 台 （ Ａ ） 我 国现代 工 业 和 民用 建 筑 施 工过 程 中重要 的高 空 立 面施 工 机 械 ， 过提 ＳＰ是 通
中图分类号 ：Ｔ ５ Ｂ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：１ ７ —５ ８ （０ １０ —０ ７ —０ ６２ ５１２１）２ １５ ５
Ｉ ｅ ｌｇ ｎｔ ｌ ｖ ｌｎｇ ｓ ｔ ｍ ｏ ｕｓ ｎｄ ｄ ａ ｃ ｓ ａ ｆ ｒ ｓ ｎｔ ｌｉ ｅ ｅ ｅ ｉ ｙｓ ｅ ｆ ｒ ｓ ｐｅ ｅ ｃ ｅ ｓ ｐｌ ｔ ｏ ｍ
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第９ 卷第 ２ 期
２１ ０ １年 ６月
中
国
工
ห้องสมุดไป่ตู้
程
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械
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报
Ｖ０ ． ． １ ９ Ｎｏ ２
Ｃ Ｉ Ｓ Ｏ Ｒ Ａ ＦＣ Ｎ Ｔ ＵＣ Ｉ Ｎ Ｍ Ｈ Ｎ Ｒ Ｈ ＮＥ ＥＪ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ｏ Ｓ Ｒ Ｔ Ｏ ＡＣ Ｉ Ｅ Ｙ
Ｊｎ ０ １ ｕ ．２ １
高 处 作 业 悬 吊平 台 的 智 能调 平 系统
平 台的倾斜 角 和 ４支点 高度之 间 的复杂 方程 式 ， 同时采 用 了 １ ４支点 的解 耦控 制方 法 ． 过增 加液 压传 个 通
感器 ， 张艳冰 等有效地消除了虚假的支点 ， 并计算出 ２ 个在 轴方 向倾斜角度值传感器和 Ｙ轴传感器 以及 高处 作业悬 吊平 台的整体 调平 的精 确方 程式 ． 裴冬 等 一根 据可 编 程控 制 器 上 的变 速 重 型卡 车 控制 自 － 。 ］
ｂｅＬｏ ｉ ｏ ｔｏｌｒ（ Ｌ ｌ ｇｃＣ ｎ ｒ ｌ ｅ Ｐ Ｃ）ａ ｄ ｄ ａ —ａ ｉ ｎ ｌ ａ ｉｎｓ ｎ ｏ ｒ ｍｐｏ ｅ ｏ ｈ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｏ ａ ｔ — ｎ ｕ ｌ— ｘｓｉｃｉ ｔ ｅ ｓ ｒａ ｅｅ ｌｙ ｄｆ ｒｔｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｅ ｔ ｕ ｏ ｎ ｏ ｓ
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处作业悬 吊平 台操作简单 、 灵活、 方便 ， 具有实用性 、 安全性和可靠性等特点， 被广泛应用于高层建筑 的装 修、 墙壁的涂刷和维修清洗 ， 为施工者在施工技术 、 质量和时间上带来诸多好处 ． 建筑行业 的快速发展 、 建 筑物 高度 的增 加 以及建 筑 形状 变化 的多 样性 使施 工更 加 困难 ， 加 了更 多 的安全 隐 患 ＿３． 年都 会 发生 增 １ ］每 Ｉ 很多高处作业悬吊平台在高层建筑外墙作业时的意外坠落事故 ， 还有 因绳索或者机制维护不 当而造成 的 严重破坏和死亡事故 ． 因此， 对于高处作业悬 吊平 台的智能控制需求更加强烈 ． 高处作业悬 吊平 台的框架 主要包括悬架、 高处作业悬 吊平台、 提升机 、 安全锁 、 电控箱、 工作钢丝绳和安全钢丝绳等． 调平是高处作业
ｍａ ｉ ａ ｌ ｌ ｒ ｔ ｅ ｌ ｔ ｇ ａ ｔ ｎ ｉ ｌ ｔｏ ｍ ｎ ｌ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｅ ｎ ｕ ｃ ｌ ｏ ｌ ｔ ｅ ｅ ｉ ｇ ｏ ｅ ａ ｉ ｎ ． ｔ ｌ ａ ｔ ｈ ｉ ｉ ｃ ｉ ｓ ｖ ａ ｐ ａ ｆ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｎ ｌ ｓａ ｄ ｑ ｉｋ ｙ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｌ ｖ ｌ ｐ ｒ ｔ ｓ ｃ ｙ ｅ ｆｎ ｏ ｎ ｏ ｎ ｏ Ｔｈ ｒ ｆ ｒ ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ａ ｃ ｉ ｖ ｈ ｌ — ｏｎ ｕ ｐ ｎ ｅ ｃ ｅ ｓｗｉｈ ｄ ｉ ｉ ｇ ｐ ｅ ｉｉｎ ｂ ±２ ａ ｄ ａ － ｅ ｅ ｏ ｅ．ｈ ｓ ｓ ｓ ｅ ｃ ｎ ａ ｈ ｅ ｅ ｔ ｅ ｍｕ ｔ ｐ ｉ ｔｓ ｓ ｅ ｄ ｄ ａ ｃ ｓ ｔ ｒｖ ｎ ｒ ｃｓｏ ｙ ｉ 。ｎ ｄ
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悬 吊提 升 可靠 ， 存 在 非 静定 问题 ， 易 产 生 “ 吊” 但 容 虚 ． 非 静定 次数 越 高 ， 系统 越 复 杂 ， 理论 上 存 在 多组 调 平 策 略 的选 择 ， 给整个 控 制 系统 带来 了 巨大 的计 算 负 担 ， 在
一
定程 度 上影 响 了控 制 系 统 的实 时 性 ． 合 考 虑 上 述 综
孙 佳 吴 玉 厚 ， ， 陈士 忠 秦 敬 贤 ，
（ 大连理工大学 机械工程学 院， 宁 大连 １６ ２ ； 辽 １０ ４ ２ 沈阳建筑大学 交通 与机械工程学 院， ． 辽宁 沈阳 １０ ６ ） １１ ８
摘要 ： 究了采用追求同一方 向策 略的 １ 研 种新颖 高处作 业悬 吊平台智能调平 系统 ， 提高 了高处作 业悬 吊平 台在 调整精度和速度方 面的性 能 ， 使平 台在安全 ， 智能 自动控制 中显 出更 高 的优越性 ． 编程控制器 （ Ｌ ） 可 Ｐ Ｃ 和双 轴倾 角传感器用 于控制 系统 ， 系统会根据高处作 业悬 吊平 台的倾角 自动更改提升机 的动作 ， 该 以迅速实 现调平操作 ， 并可 以实现多点 高处 作业 悬 吊平 台驱动 ±２的准确性 ， 整时间少 于 ５Ｓ对 该系统 的控 制策 略以及微机 系统的 。 调 ． 硬件配置进行 了描述 ． 此外 ， 对干扰信号的影响及不 同的消除颤振 的时间做 了评估 ． 还 关键词 ：高空作业 设备 ； 能调 平 ；同向控制策 略 智
项 目基金 ：国家 “ 十一 五” 科技支撑计划 资助项 目（０ ８ Ａ ０ Ｂ ３ ２ ０ Ｂ Ｊ９ ０ ） 作者简介 ： 孙佳 （９ ３ ， 博 士生 ． ． ａ ：ｓｎ ａ ６ ．ｏ １８ 一） 男， Ｅ ｍ ｉ ｕｕ ｊ ＠１ ３ ｃｒ ｌ ｉ ｎ
１６ ７
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第 ９卷
２ Ｓｈｏ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒｎ ， ｈｎ ａ ｇＪａ ｚｕＵｎｖ ｒｉ ，ｈ ｎ ａｇ，１ １８ Ｃ ｉａ ． ｏ ｌ Ｍｅｈ ｎｃ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｓｅ ｙ ｎ ｉ ｈ ｃ ｏ ａ ｎ ｉｅｓｔ Ｓ ｅ ｙｎ １０ ６ ， ｈｎ ） ｙ
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统， 目前 尚未 出现相 关研 究 ． 文研 究 了多点 驱动 器 的 自动调 平 系统 在 高处 作 业悬 吊平 台 的应 用 ， 系统 本 该 采用 可编 程控 制器作 为控 制核 心 ， 它响应 快 、 调平 精度 高 ． 同时 ， 系统 设计 过程 中考 虑到 了该 系统 的稳定 在 性 ， 在 系统 里 的振 动将 得到 有效 的避 免 ． 系统 可 以进行 实时监 测并 具有 及 时调整 高处作 业悬 吊平 台水 其 该 平 的功能 ． 实验 结果 表 明 ， 系统具 有较 高 的测试 精度 和可靠 性 ． 该
升机 带 动工作 钢 丝绳将 承 载施 工人 员 和施工 材料 的悬 挂 平 台提 升 至 高层 建筑 物 表 面 的一 种 施 工设 备 ． 它 由起 升 提升机 、 挂机 构及 配重 荷 载 、 全锁 及安 全钢 丝绳 、 体悬 吊平 台及 电气设 备 等部 分组 成 ． 悬 安 整 由于 高
动调平 系 统 ， 调 平 速 度 分成 粗 调 和 细 调模 式 ． 厚强 ［ 导 了计 算 过 程 中 ３点支 撑 高 度 值 公 式 ． 红 将 史 － 推 杨
军ｌ利用坐标转换推导出平整等矩阵的数学转换 ， ８ 并使用矩阵研究 了一套找平策略． 上述调平系统主要用 在具 有 ４个静 态支 点 的设 备 上 ， 对于 高处作 业悬 吊平 台在 升降 作业 时所需 要 的实 时检 测及 调 平 控 制 系 但
悬 吊平 台的主要技术之一 ． 有效降低调平用时， 提高准确性是平台重要的技术指标 ．
传 统 的高处 作业 悬 吊平 台采用 手动 调平 ， 当发 现高 处作业 悬 吊平 台未平 时 ， 作 者根据 他 的估 计 按下 操
按钮来升降驱动器调整平 台水平． 随着 自动控制和电子技术的发展 ， 产生 了很 多智能调平技术． 调平 控制 技术的关键是如何选择控制算法并实现 自 动调平的技术方法 ． 通过推导， 姚舜才等 建立 ｒ高处作业悬吊 ］
Ｓ Ｎ ｉ Ｕ Ｊａ ，ＷＵ ｕｈｕ ，Ｃ Ｎ ｈ ｈ ｎ Ｉ Ｊｎ －ｉｎ Ｙ ．ｏ ＨＥ Ｓ ｉ ｏ ｇ ，ＱＮ ｉｇｘａ ｚ
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悬 吊平 台调 平 过 程
１ １ 追逐 式调 平方 法 ．
悬 吊平 台的调 平过 程是 使 平 台所 在 的平 面逐 渐 与 水平 面重 合 的过 程 ． 目前悬 吊平 台所 使 用 的 悬 吊方 式 主要有 ２点悬 吊、 ３点悬 吊和 ４点 悬 吊等 ， 图 １所示 ． 如
图 中 Ａ， ， Ｂ Ｃ为 ３个 提 升机 的安 装 位 置 ． 悬 吊较 易 ２点 实施 ， 调平 相对 容易 ， 缺点 是调 平后 水平 误 差较 大 ． ４点
图 １ ３点 驱 动 圆形 、 形 和 Ｔ形 悬 吊平 台 Ｕ
Ｕ ｈ ｅ ａ Ｔ ｈ ｐ ｕ ｐ ｅ ｄ 因素 ， 用 ３点 提 升 悬 吊平 台为 例 来 研 究 高处 作 业 悬 Ｆｇ１ Ｃｉｑ ｅ ｓ ａｐｅ， ｓ ａｐ ｎｄ ｓ ａ ｅｓ ｓ ｎｄｅ 选 ｉ・ ｒ ｕ ｈ
吊平 台的多 点 提升 自动 调平 系统 ． 据 ３点 决 定 １个 根
ａ ｃ ｓ ｌ ｔ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ － ｏｉ ｔｄ ｉ ｅ ｃ ｅ ｓ ｐ ａ ｆ ｒ ｗｉｈ ｔ ｒ ｅ ｐ ｎ ｒ ｖ ｓ
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２１ ０ １年 ６月
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高 处 作 业 悬 吊平 台 的 智 能调 平 系统
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处作业悬 吊平 台操作简单 、 灵活、 方便 ， 具有实用性 、 安全性和可靠性等特点， 被广泛应用于高层建筑 的装 修、 墙壁的涂刷和维修清洗 ， 为施工者在施工技术 、 质量和时间上带来诸多好处 ． 建筑行业 的快速发展 、 建 筑物 高度 的增 加 以及建 筑 形状 变化 的多 样性 使施 工更 加 困难 ， 加 了更 多 的安全 隐 患 ＿３． 年都 会 发生 增 １ ］每 Ｉ 很多高处作业悬吊平台在高层建筑外墙作业时的意外坠落事故 ， 还有 因绳索或者机制维护不 当而造成 的 严重破坏和死亡事故 ． 因此， 对于高处作业悬 吊平 台的智能控制需求更加强烈 ． 高处作业悬 吊平 台的框架 主要包括悬架、 高处作业悬 吊平台、 提升机 、 安全锁 、 电控箱、 工作钢丝绳和安全钢丝绳等． 调平是高处作业
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摘要 ： 究了采用追求同一方 向策 略的 １ 研 种新颖 高处作 业悬 吊平台智能调平 系统 ， 提高 了高处作 业悬 吊平 台在 调整精度和速度方 面的性 能 ， 使平 台在安全 ， 智能 自动控制 中显 出更 高 的优越性 ． 编程控制器 （ Ｌ ） 可 Ｐ Ｃ 和双 轴倾 角传感器用 于控制 系统 ， 系统会根据高处作 业悬 吊平 台的倾角 自动更改提升机 的动作 ， 该 以迅速实 现调平操作 ， 并可 以实现多点 高处 作业 悬 吊平 台驱动 ±２的准确性 ， 整时间少 于 ５Ｓ对 该系统 的控 制策 略以及微机 系统的 。 调 ． 硬件配置进行 了描述 ． 此外 ， 对干扰信号的影响及不 同的消除颤振 的时间做 了评估 ． 还 关键词 ：高空作业 设备 ； 能调 平 ；同向控制策 略 智
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升机 带 动工作 钢 丝绳将 承 载施 工人 员 和施工 材料 的悬 挂 平 台提 升 至 高层 建筑 物 表 面 的一 种 施 工设 备 ． 它 由起 升 提升机 、 挂机 构及 配重 荷 载 、 全锁 及安 全钢 丝绳 、 体悬 吊平 台及 电气设 备 等部 分组 成 ． 悬 安 整 由于 高
动调平 系 统 ， 调 平 速 度 分成 粗 调 和 细 调模 式 ． 厚强 ［ 导 了计 算 过 程 中 ３点支 撑 高 度 值 公 式 ． 红 将 史 － 推 杨
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悬 吊平 台的主要技术之一 ． 有效降低调平用时， 提高准确性是平台重要的技术指标 ．
传 统 的高处 作业 悬 吊平 台采用 手动 调平 ， 当发 现高 处作业 悬 吊平 台未平 时 ， 作 者根据 他 的估 计 按下 操
按钮来升降驱动器调整平 台水平． 随着 自动控制和电子技术的发展 ， 产生 了很 多智能调平技术． 调平 控制 技术的关键是如何选择控制算法并实现 自 动调平的技术方法 ． 通过推导， 姚舜才等 建立 ｒ高处作业悬吊 ］
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悬 吊平 台调 平 过 程
１ １ 追逐 式调 平方 法 ．
悬 吊平 台的调 平过 程是 使 平 台所 在 的平 面逐 渐 与 水平 面重 合 的过 程 ． 目前悬 吊平 台所 使 用 的 悬 吊方 式 主要有 ２点悬 吊、 ３点悬 吊和 ４点 悬 吊等 ， 图 １所示 ． 如
图 中 Ａ， ， Ｂ Ｃ为 ３个 提 升机 的安 装 位 置 ． 悬 吊较 易 ２点 实施 ， 调平 相对 容易 ， 缺点 是调 平后 水平 误 差较 大 ． ４点
图 １ ３点 驱 动 圆形 、 形 和 Ｔ形 悬 吊平 台 Ｕ
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